CN109661520A - 用于闭合和密封内部承压孔的封闭元件 - Google Patents
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Abstract
本说明涉及一种盲铆钉螺母(1)，该盲铆钉螺母用于插入一个或多个部件(60)的开口(61)内，具有一条中空拉杆(2)，该中空拉杆具有一个前端(3)，该前端用于放置安装工具(40)，并且具有一个后端(4)，该后端用于插入和/或穿过开口(61)。在此情形下，拉杆(2)具有一个具有第一壁厚(t1)的变型段(5)，并且具有一个连接在变型段上的具有第二壁厚(t2)的螺纹段(6)，第二壁厚大于第一壁厚(t1)，其中，螺纹段(6)设置有内螺纹(7)。拉杆(2)在螺纹段(7)和/或变型段(5)区域具有一个额定断裂点(9)，根据该额定断裂点的位置和走向设置该额定断裂点，使得拉杆(2)在额定断裂点(9)处断裂之后，在沿轴向方向夹紧拉杆时，能够将螺纹段(6)伸入变型段(5)内。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于闭合和密封内部承压孔的封闭元件。
背景技术
在 EP 0 536 957 B1 中公开了一种自封闭式盲铆钉，该专利公布的德语译版为DE 692 10 162 T2，该盲铆钉具有闭合端，该闭合端用于连接两个工件和密封此两个工件中用于连接的钻孔。通过弯曲和折叠对盲铆钉杆部的可收缩部分进行成型时，对工件中的钻孔进行填充。盲铆钉的杆头在额定断裂点处断裂并且留在放置的铆钉中。此处的缺点在于无法设置螺纹。
在 EP 0 305 868 中公布了一种盲铆钉，该盲铆钉带有一个变型段和一个带有内螺纹的螺纹段，在该盲铆钉中，变型段的壁厚从螺纹段开始呈锥状逐渐变细。因此，该盲铆钉可用在不同厚度的部件中。此处的缺点在于无法进行密封。
EP 0 494 747 A1 公布了一种盲铆钉，该盲铆钉带有一个变型段和一个带有内螺纹的螺纹段，在该盲铆钉中，螺纹段的壁厚比变型段的壁厚明显更大，以避免在放置铆钉时导致螺纹变型。此处的缺点在于无法进行密封。
DE 36 23 123 公布了一种盲铆钉，该盲铆钉配置有一个栓塞，该栓塞位于一条拉杆上，该栓赛具有一个圆锥段，该圆锥段插入盲铆钉圆柱状的杆部并且径向扩张。此处的缺点在于部件是多件式并且无法设置螺纹。
本发明的任务在于提供一种盲铆钉，该盲铆钉在部件数量较小的情形下也能够设置螺纹并且进行密封。
发明内容
符合本发明的盲铆钉螺母用于插入一个或多个部件的开口中，具有一条中孔拉杆，该中空拉杆具有一个前端，该前端用于放置安装工具，并且具有一个后端，该后端用于插入和/或穿过开口。该拉杆具有一个具有第一壁厚t1的变型段，并且具有一个连接在变型段上的具有第二壁厚t2的螺纹段，第二壁厚大于第一壁厚t1，并且螺纹段设置有内螺纹。该拉杆在螺纹段和/或变型段区域具有一个额定断裂点，根据该额定断裂点的位置和走向设置该额定断裂点，使得拉杆在额定断裂点处断裂之后，在沿轴向方向夹紧拉杆时，能够将螺纹段伸入变型段内。
该盲铆钉螺母的特点在于，该拉杆由一个圆柱状基体构成，该基体带有一个变型段和一个与该变型段一体式相连的螺纹段，该螺纹段用作膨胀体。在挤压和伸入用作膨胀体的螺纹段时，通过对变型区域在径向向外的方向上进行塑性变型，可以向钻孔或开口的内壁施加径向压力，通过此举密封钻孔或开口。因此，盲铆钉螺母的作用类似于封闭元件。该封闭元件可以由不同的材料组成并且可以设计为不同的直径。
此外，该封闭元件也可以用于维修用途。可以密封错误钻出的钻孔并且也可用于较小的螺栓。
本盲铆钉螺母的优点在于，相对于安装盲铆钉而言，在安装该盲铆钉螺母时不产生废品。
本发明的特征也可用于生成螺纹，例如在当前的较大的钻孔内。在此情形下，例如可以使用带有任意螺纹的膨胀螺栓系统，例如使用带有公制螺纹或英制螺纹的膨胀螺栓系统。
这使得我们例如可以使用传统的公制螺栓固定所有部件。
本发明也包含一种用于拆卸封闭元件的工具并且该工具不会损坏现有钻孔的特征。
根据需要而定，盲铆钉螺母的变型段可以作为密封体设置有径向凹槽。该径向凹槽用于收集挤出的材料。因为在盲铆钉螺母的生产过程中会产生公差，待密封的钻孔当然也具有生产公差，因此该径向凹槽用于在变型时收集因匹配不准确而产生的材料。如果钻孔过小，则螺纹段作为膨胀体在变型段中产生高压，使得不能够完全完成变型过程。该凹槽通过自身变型和收集材料能够释放一部分压力。如果在完全完成变型过程之后再看该凹槽，则会发现该凹槽再次变平并且填满有材料。
附图说明
在图纸中对本发明进行说明。附图：
附图1 安装前的盲铆钉螺母，附图2中的AA截面图；
附图2 附图1中的盲铆钉螺母俯视图
附图3 附图1中的截面图；
附图4A-C 多种其他实施方案细节图；
附图5A-G 安装流程图；
附图6 拆卸流程图。
具体实施方式
前述发明包含一种封闭元件，该封闭元件用于闭合各种应用领域中的钻孔。该封闭元件符合各种直径要求和压力要求。
附图1示出了盲铆钉螺母1，该盲铆钉螺母用于在如图所示进行安装之前插入一个或多个部件的开口内，其中，在优选的情形下盲铆钉螺母1作为封闭元件用于封闭工件中的钻孔或开口。盲铆钉螺母1由一条中空拉杆2组成，该中空拉杆为一体式拉杆。在此情形下，盲铆钉螺母1具有一个前端3，该前端用于放置安装工具，并且具有一个后端4，该后端用于插入和/或穿过开口，其中，前端3的拉杆2具有一个具有第一壁厚t1的变型段5，并且具有一个连接在变型段上的具有第二壁厚t2的螺纹段6，第二壁厚大于第一壁厚t1，其中，螺纹段6设置有内螺纹7。盲铆钉螺母1可以具有不同的头部形状，例如附图5A-G所示，可以具有平头，也可以具有沉头，并且该沉头在头部处设置有一条延长到头部末端的斜边。盲铆钉螺母1也可以不设计头部，如附图1所示。
为便于将封闭元件正确放置到现有的钻孔中，参见附图5c，在拉杆前端上有一条向外延伸的斜边8。借助该斜边8可以将封闭元件1定中放置到钻孔内。
由于盲铆钉螺母1的外径必须比待封闭的钻孔直径小，因此斜边8可以确保变型段进行均匀的变型。斜边8用于确保在居中位置进行插入。在放置过程开始时在盲铆钉螺母1上产生压力并将斜边8均匀地压向钻孔内，由此使得整个元件居中。
斜边8或变型段5的部分也可以在放置过程结束之后还凸出在钻孔之外。针对盲铆钉螺母的沉头，可以放弃设置斜边8。
此外，可以在盲铆钉螺母1的变型过程中将斜边8与钻孔的几何形状相匹配并进行密封。
在内螺纹7中旋接有一条螺纹芯轴，在安装工具或拆卸工具上具有该螺纹芯轴，之后予以说明。
该拉杆2在螺纹段6和/或变型段5区域具有一个额定断裂点9，根据该额定断裂点的位置和走向设置该额定断裂点，使得拉杆2在额定断裂点9处断裂之后，在沿轴向方向夹紧拉杆时，能够将螺纹段6伸入变型段5内。
盲铆钉螺母1安装期间于变型过程中在定义的额定断裂点9处断开并且断开的部件5、6互相插入。在额定断裂点9处断开盲铆钉螺母1，并且由此造成螺纹段6产生膨胀体功能且变型段5产生密封体功能。在此整体过程期间，在螺纹段6和变型段5之间形成一种力连接/形状连接。该力连接/形状连接用于向待密封的钻孔的内壁施加径向压力。因为通过向部件施加的该径向力可以形成一种力连接。在变型期间，变型段5与待密封的钻孔的几何形状相匹配，使得形成形状连接。
根据需要而定，变型段5可以作为密封体设置有径向凹槽10。该径向凹槽用于收集挤出的材料。
在螺纹段6上设置有一条引导斜边11。
在附图2中示出了附图1中的盲铆钉螺母1的切割平面A俯视图，该盲铆钉螺母具有带斜边8的变型段5和带内螺纹7的螺纹段6。
在附图3中示出了附图1中的盲铆钉螺母1的截面图，其中，在此情形下螺纹段6具有一个连接区域20，该连接区域与变型段5相连、长度为L4并且具有额定断裂点9。螺纹段6在至连接区域20的过渡区具有第三壁厚t3。此时也可以看出，连接区域20中额定断裂点9的最小壁厚t4比变型段5的第一壁厚t1小并且比至连接区域20的过渡区的第三壁厚t3小。
在此情形下，额定断裂点9的壁厚t4是盲铆钉螺母1外表面21和内表面22之间的最小距离，而其他壁厚t1、t2和t3均是在朝向中间轴23的方向上测量而得。
也可以将盲铆钉螺母用作封闭元件，以便于在带有开口或钻孔的工件内设置膨胀螺栓形状的螺纹。在此情形下该螺纹可以是例如公制螺纹。通过该方式例如可以使用通用的公制螺栓，将其他部件固定在工件上。
根据所需螺栓的尺寸而定，预计封闭元件可以传输不同的扭矩。为实现高效的扭矩吸收效果，变型段5的侧表面可以添加几何特征。
在螺纹段6上设置有引导斜边11，该引导斜边用于在盲铆钉螺母1断裂后将用作膨胀体的螺纹段6以规定的方式插入作为密封体的变型段5内。通过安装工具设定为此规定的路径，之后予以详细说明。
螺纹段6具有锥形段24，其中，螺纹段6的外部周边在朝向变型段5的方向上在长边L3上呈锥形逐渐减小。螺纹段6上的锥形段24的圆锥角在图示的情形中为15°。
附图4A-C 盲铆钉螺母1多种其他实施方案细节图；在附图4A中，盲铆钉螺母1具有第一锥形段24，该第一锥形段在螺纹段6上具有第一额定断裂点9，并且具有第二锥形段30，该第二锥形段具有第二额定断裂点31。使用安装工具抽出螺纹段6时，盲铆钉螺母1在第一额定断裂点9和第二额定断裂点31处断裂。由此可以通过所放置盲铆钉螺母1和待密封钻孔之间的力连接和形状连接来改善此连接。
在附图4B中盲铆钉螺母1（如附图1所示）仅具有一个锥形段24，该锥形段具有第一额定断裂点9，其中，与附图1相比，额定断裂点9具有一个更小的最小壁厚t4。
在附图4C中盲铆钉螺母1具有一个锥形段24，该锥形段具有一个额定断裂点9，该额定断裂点设置在变型段5内。
附图5A示出盲铆钉螺母1，在与安装工具40连接前该盲铆钉螺母具有有变型段5和螺纹段6。将具有力-位移设定装置的盲铆钉螺母放置设备用作安装工具40。针对安装工具40需要额外使用专用接口管41和适配的螺纹芯轴42。
附图5B示出将盲铆钉螺母1拧入到工具40上直至达到工具40上的挡块50，其中，将螺纹芯轴42拧入螺纹段6的内螺纹7内。
对接口管41和螺纹芯轴42的精确调整与具体应用的空间条件相关并且与盲铆钉螺母1的头部几何形状相关。
附图5C示出如何使用盲铆钉螺母1将工具40固定在工件60上，以便于将盲铆钉螺母1插入工件60的开口或钻孔61内。工件60也可以是多层形式，其中，多个工件层的开口重叠。
附图5D示出将盲铆钉螺母1插入钻孔61的过程，其中，可以看出盲铆钉螺母1的直径比钻孔61的孔径小并且因此存在间隙62。斜边8用于确保在居中位置进行插入。在放置过程开始时在盲铆钉螺母1上产生压力并将斜边8均匀地压向钻孔61内，由此使得盲铆钉螺母1居中。
不要求工件60厚度大于变型段5的长度。但是盲孔的长度必须至少等于盲铆钉螺母1的长度。
在附图5E中示出在盲铆钉螺母1的材料在额定断裂点9处断裂之后，通过工具40和与工具40相连的螺纹段6的提升运动，该螺纹段以类似于膨胀元件的形式被部分插入到之后用作密封元件的变型段5中。该过程导致变型区域5开始产生塑性变型。
在附图5F中，工具40和螺纹段7的提升过程结束并进而导致变型过程结束。通过力的作用，上表面带有止动表面70的螺纹段6移动到工具41的接口管41处以便于进行止动。
在附图5G中，工具40从盲铆钉螺母1中旋出并且此时通过塑性和弹性径向变型的变型段5将钻孔61密封压实到工件60上。伸入变型段5的螺纹段6被为进行径向变型而施加的力严密压实到变型段上并且因此使用其已经封闭的末端密封住钻孔61。
可以使用同一个安装工具40进行拆卸，如附图5A-5F所示。在附图6A中示出将附图5A中的接口管41替换为支撑套80。支撑套80支撑在工件60上并且借助伸入到盲铆钉螺母1的螺纹段6中的螺纹芯轴42，通过重新提升螺纹芯轴42从而将带变型段5和螺纹段6的完整的盲铆钉螺母1从钻孔61中抽出，使得盲铆钉螺母再次被释放。
Claims (11)
1.盲铆钉螺母(1)，该盲铆钉螺母用于插入一个或多个部件(60)的开口(61)内，具有一条中空拉杆(2)，该中空拉杆具有一个前端(3)，该前端用于放置安装工具(40)，并且具有一个后端(4)，该后端用于插入和/或穿过开口(61)，其中，拉杆(2)具有一个具有第一壁厚(t1)的变型段(5)，并且具有一个连接在变型段上的具有第二壁厚(t2)的螺纹段(6)，第二壁厚大于第一壁厚(t1)，其中，螺纹段(6)设置有内螺纹(7)，其特征在于：该拉杆(2)在螺纹段(7)和/或变型段(5)区域具有一个额定断裂点(9)，根据该额定断裂点的位置和走向设置该额定断裂点，使得拉杆(2)在额定断裂点(9)处断裂之后，在沿轴向方向夹紧拉杆时，能够将螺纹段(6)伸入变型段(5)内。
2.根据权利要求1的盲铆钉螺母(1)，其特征在于：螺纹段(6)具有一个连接区域(20)，该连接区域与变型段(5)相连、长度为(L4)并且具有额定断裂点(9)，其中，螺纹段(6)的外部周边在朝向连接区域(20)的方向上在长边(L3)上呈锥形逐渐减小直至达到至连接区域(20)的过渡区的第三壁厚(t3)。
3.根据权利要求1或2的盲铆钉螺母(1)，其特征在于：连接区域(20)中额定断裂点(9)的最小壁厚(t4)比变型段(5)的第一壁厚(t1)小并且比至连接区域(20)的过渡区的第三壁厚(t3)小。
4.根据权利要求1至3其中一条的盲铆钉螺母(1)，其特征在于：螺纹段(6)上的圆锥角大小为5°至45°。
5.根据权利要求1至4其中一条的盲铆钉螺母(1)，其特征在于：拉杆(2)的前端(3)设计有一个头部，该头部的头部底座设计为沉头或者平头。
6.根据权利要求1至5其中一条的盲铆钉螺母(1)，其特征在于：在拉杆(2)前端(3)上设置有一条向外延伸的斜边(8)，该斜边用于定中引导至开口(61)内。
7.根据权利要求1至6其中一条的盲铆钉螺母(1)，其特征在于：螺纹段(7)已封闭并且具有一个盲孔螺纹。
8.根据权利要求7将盲铆钉螺母(1)用作封闭元件和/或密封元件。
9.根据前述权利要求其中一条将盲铆钉螺母(1)用作膨胀螺栓，尤其是具有公制螺纹的膨胀螺栓。
10.根据前述权利要求8或9其中一条使用盲铆钉螺母(1)，其特征在于：拉杆(2)变型段(5)的侧表面具有可以提高扭矩吸收效果的几何设计元件。
11.用于盲铆钉螺母(1)放置设备的安装工具(40)，其特征在于：该放置设备具有力-位移设定装置并且其中设置有一个安装接口管(41)和一条螺纹芯轴(42)，其中接口管(42)与盲螺母(1)的头部几何形状相匹配并且其中设计有支撑套(80)以进行拆卸，设计该支撑套的尺寸大于头部几何形状(8)。
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